一種基于子像素的三合一led裸眼3d顯示裝置及方法
【專利摘要】一種基于子像素的三合一LED裸眼3D顯示裝置及方法涉及裸眼3D顯示領域。所述裝置是由三合一LED顯示屏和光柵組成；三合一LED顯示屏每個像素所包含的1R1G1B三個子像素應沿水平方向排布；子像素在豎直方向上為同一種顏色。光柵子像素間距p等于三合一LED顯示屏像素點距p0的1/3。本方法步驟：根據像素的點距p0，單個像素中的子像素相鄰間距，不同子像素所處的物理位置，計算得到了2D顯示屏上所有子像素的對應視點數矩陣Q，矩陣Q中的數值保持非整性。加權求和過程僅在水平方向上進行。本發明解決三合一LED顯示屏只能基于像素級別進行光柵設計的技術瓶頸，有效均衡立體顯示分辨率在水平和豎直方向上的分辨率損失，提高立體顯示圖像的質量。
【專利說明】—種基于子像素的三合一LED裸眼3D顯示裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及裸眼3D顯示領域，尤其涉及三合一 LED的裸眼3D顯示。
【背景技術】
[0002]裸眼3D顯示是不需要輔助設備(如佩戴紅藍、偏振、快門眼鏡或者液晶頭盔等)的一種顯示技術，它在航空航天、軍事、醫學、廣告設計和娛樂互動等領域均有廣泛的應用背景。
[0003]目前，裸眼3D顯示的主流技術有兩種:狹縫光柵和柱鏡光柵。狹縫光柵是由透光和擋光的光柵條組成，通過對光線的遮擋作用，來實現不同視點圖像的空間分離，而柱鏡光柵是利用柱面透鏡對光線的折射作用，使光線在空間發生偏轉，從而實現與狹縫光柵相似的效果，這兩種方式都屬于空間復用的裸眼3D顯示技術。
[0004]但是，目前主流的這兩種光柵式裸眼3D顯示技術基于依賴于IXD液晶顯示屏，普遍存在著分辨率下降、亮度偏低等問題，而LED顯示屏因其具有高亮度、低熱量、環保、高效節能和性能穩定等優點，正逐漸應用到裸眼3D顯示領域中。
【發明內容】
[0005]眾所周知，裸眼3D顯示裝置對2D顯示屏的子像素結構要求特別高，一個完整像素由IRlGlB三種子像素燈組成，子像素排布方式且應滿足如下規則:在水平方向上按紅、綠、藍或藍、綠、紅循環排布；在垂直方向上為紅、綠、藍的同一色，每個子像素在水平和垂直方向上的間距均應保持相等。
[0006]但是，對于市面上常見的三合一 LED顯示屏種類來說，其子像素結構通常難以滿足裸眼3D顯示的上述要求。因此，若想采用LED屏作為2D顯示裝置以期提高立體顯示亮度，只能采用特殊子像素結構排布的三拼一 LED顯示屏，或者采用三合一 LED顯示屏，但基于像素級別進行設計，也就是說將IRlGlB三個子像素作為一個整體，此時的像素間距即為LED顯示屏的點距。因為三合一 LED裸眼3D通常是基于像素級別進行光柵設計，那么這種技術相比于相同點距的三拼一 LED屏來說，分辨率將受到嚴重損失，且立體圖像細膩度也會降低，圖像的顆粒感會加重。
[0007]本發明提出了一種基于子像素級別的三合一 LED裸眼3D顯示裝置及設計方法，并給出了光柵的設計方案及相對應的立體圖像合成算法。所述三合一 LED裸眼3D顯示裝置是由三合一 LED顯示屏和光柵組成；這里值得說明的是，本發明中涉及的三合一 LED顯示屏應具有以下特征:像素均勻排布且水平和豎直方向上的點距相等，每個像素所包含的IRlGlB子像素應沿水平方向排布，通常來說，在水平方向上的兩兩子像素間距并不均勻。另外，子像素在豎直方向上應為同一種顏色。
[0008]下面具體分兩大部分來介紹本
【發明內容】
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[0009]一、光柵參數設計
[0010] 因為光柵設計之前必須要知道2D顯示屏的相關參數，尤其是子像素的間距，而對于三合一 LED顯示屏來講，其子像素間距并不均勻。針對這種情況，本發明提出子像素間距P可取三合一 LED顯示屏像素點距P。的1/3，這樣就可以根據現有的光柵設計方法對狹縫光柵或者柱鏡光柵進行參數設計。
[0011]下面給出光柵主要參數的具體設計公式:
[0012]1.首先，光柵常數d，即光柵周期的計算公式如下:
【權利要求】
1.一種基于子像素級別的三合一 LED裸眼3D顯示裝置，所述三合一 LED裸眼3D顯示裝置是由三合一 LED顯示屏和光柵組成；其特征在于:三合一 LED顯示屏像素均勻排布且水平和豎直方向上的點距相等，每個像素所包含的IRlGlB三個子像素應沿水平方向排布；子像素在豎直方向上為同一種顏色。
2.如權利要求1所述的一種基于子像素級別的三合一LED裸眼3D顯示裝置，其特征在于:光柵為狹縫光柵，或者為柱鏡光柵；光柵子像素間距P等于三合一 LED顯示屏像素點距Po 的 1/3。
3.如權利要求1所述的一種基于子像素級別的三合一LED裸眼3D顯示裝置，所述光柵的光柵常數d，即光柵周期的計算公式為:
4.如權利要求1所述的一種基于子像素級別的三合一LED裸眼3D顯示裝置，所述光柵與2D顯示屏的間距，即屏柵距的計算公式為:
5.應用如權利要求1中所述的基于子像素級別的三合一LED裸眼3D顯示裝置的方法，其特征在于；包括如下步驟: 1)根據三合一LED顯示屏的產品規格書，得到像素的點距Ptl,也就是像素與像素之間的間距，這里涉及的LED顯示屏的點距在水平方向和豎直方向上應該是相等的；另外，通過查閱產品規格書得到在單個像素中的子像素相鄰間距，設為Δχ ; 2)根據不同子像素所處的物理位置，計算其對應的視點數，得到了2D顯示屏上所有子像素的對應視點數矩陣Q ; 3)根據得到的非整型視點數Q矩陣，；在水平方向上進行加權求和；那么，2D顯示屏上的子像素的灰度值有如下公式:
R(k, 1) =I (k, I, i) X ξ i+I (k, I, i+1) X ξ i+1(4) 其中，R為合成圖像中坐標位置為(k，I)的子像素灰度值，I為某幅視差圖像在相應位置的灰度值，I為相應視點的權重系數，且有以下關系成立
6.如權利要求5中所述方法，其特征在于:將2D顯示屏上的所有子像素分為三種情況，以便分別計算視點子像素映射矩陣Q，這三種情況為: 1)對于從左邊數的第h列子像素，其中kdXn+l，n=0,1,2...，其對應的視點數Q的計算公式為:
【文檔編號】H04N13/00GK103888746SQ201410040343
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】崔華坤, 丁凌, 何林, 楊嶺, 張成浩 申請人:北京樂成光視科技發展有限公司